Das MID-Instrument bei European XFEL

Am MID Instrument des European XFEL können Forschende die Struktur und Dynamik von Materialien mit molekularer bis atomarer Auflösung untersuchen. Hierfür fokussieren sie Röntgenpulse auf das zu untersuchende Material, von wo aus das Röntgenlicht in verschiedene Richtungen gestreut wird. Die Anordnung der Atome im Material führt zu einem charakteristischen Streumuster, das von einem Detektor aufgenommen wird. Bewegungen der Atome verändern dieses Streumuster. Mit Hilfe einer Abfolge mehrerer Röntgenpulse können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diese Veränderungen wie in einem Film beobachten. Da die Röntgenpulse in einem zeitlichen Abstand von nur 220 Nanosekunden auf die Probe treffen, lassen sich sehr schnelle Prozesse untersuchen. Der Detektor lässt sich in verschiedenen Abständen und Streuwinkeln zur Probe positionieren, so dass sie mit unterschiedlicher Auflösung – von atomar bis makromolekular - untersucht werden kann. Auf diese Weise lassen sich neben atomaren Details auch die Veränderungsprozesse von größeren Strukturen wie Proteinen, Viren oder Nanopartikeln sichtbar machen. Die Experimente haben das Ziel die mikroskopischen Veränderungsprozesse in Materialien zu untersuchen und damit neue technologische Entwicklungen zu ermöglichen, zum Beispiel auf den Gebieten Energiespeicherung, Entwicklung neuer Materialien und Katalyse.